燃燒測試假人系統(tǒng)設計原理

更新時間：2021-06-10

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燃燒測試假人系統(tǒng)主要由燃燒測試假人、數據采集裝置、火焰產生與控制裝置、皮膚熱傳遞模型與燒傷評估模型以及系統(tǒng)集中控制與應用軟件平臺等構成。設計原理是通過模擬著裝人體在燃燒火焰中的熱暴露過程，測試假人表面溫度的變化，預估可能造成皮膚的二度、三度燒傷及總燒傷面積百分比，燒傷面積百分比越大，服裝的阻燃防護性能越差，標準集團（香港）有限公司是生產廠家，歡迎有需求的客戶電詢。
假人本體：
根據設計要求，通過對比分析耐高溫材料的物理性能，選用目前耐溫等級高，力學性能、介電性能、耐腐性能好的聚酰亞胺作為燃燒測試假人本體主體材料，根據假人模型的外觀特征，按以下工藝制造假人本體模型：合成聚酰亞胺→固化樹脂材料→制作人體各解剖段模具及高溫模壓→真空固化→表面處理。

假人表面熱傳感器：
假人皮膚表面熱傳感器的作用是感知暴露在火場環(huán)境下人體皮膚的受熱程度，依此預測皮膚可能產生的燒傷程度。國外采用的熱傳感器主要有TPP銅片熱流計傳感器、絕熱銅片傳感器和嵌入式熱電偶傳感器。這3種傳感器中，絕熱銅片傳感器是可靠的熱傳感器。
實驗表明：絕熱銅片傳感器與TPP銅片熱流計傳感器相似，讀數穩(wěn)定、反應迅速、量程寬、重復性好，同時傳感器體積較TPP傳感器小，所占空間和質量都比TPP銅片熱流計小得多。在高熱環(huán)境下，嵌入式熱電偶傳感器的平均反應速度比絕熱銅片傳感器要慢。為此，課題組研制了絕熱銅片傳感器，該銅片的直徑為1cm，厚為0.16cm。采用釬焊工藝，將銅片與絲徑為0.2mm的K型熱電偶連接，測量精度達到了 0.2℃。
傳感器布設：
綜合考慮假人面積、數據采集、燒傷評估計算等因素，在假人表面均勻布設了120個絕熱銅片傳感器。安裝傳感器時，用銑刀按銅片直徑與深度鉆孔，保證傳感器表面及周紡織導報標準與測試圍與假人本體緊密配合，傳感器的分布均勻。
數據采集裝置：
數據采集裝置主要完成假人表面120個熱電偶溫度信號的采集處理。為保證120路溫度信號的同步和高速采集，設計20個數據采集處理單元，每個數據采集處理單元由主控CPU、AD采集電路、實時時鐘電路、電源電路、熱電偶溫。
火焰產生與控制裝置：
火焰產生與控制裝置主要產生服裝阻燃防護性能測試要求的燃燒火焰。包括燃料的選用、燃氣輸送管道設計和燃燒器等3個部分。
燃料選用：
對比分析常用潔凈、可燃氣體理化特性，丙烷來源廣泛，燃燒后形成水蒸汽和二氧化碳，是一種環(huán)保燃料，且其燃燒熱值高，沸點較低，安全性好，較適合在較冷的北方實驗室使用，因此測試系統(tǒng)的燃料選定為丙烷。